添加元素對(duì)Sn基無鉛釬料工藝性能及接頭區(qū)界面行為的影響.pdf

1、本論文研究了添加元素對(duì)Sn基無鉛軟釬料工藝性能及接頭區(qū)界面行為的影響，研究?jī)?nèi)容主要分成兩部分： 第一部分是通過在Sn3.5Ag共晶合金釬料中添加Bi元素來改善該釬料合金的性能，試驗(yàn)研究了Bi元素對(duì)其熔點(diǎn)、潤(rùn)濕性、流動(dòng)性、機(jī)械性能和熱疲勞性能的影響并與傳統(tǒng)Sn37Pb釬料作了對(duì)比分析； 第二部分研究了在純Sn中分別加入Ag、Ce后得到的二元釬料與Cu、Ni基板釬焊后釬焊接頭的金屬間化合物(IMC)，討論了Ag、Ce對(duì)IMC

2、的厚度、成分和形貌的影響機(jī)理，并初步考察了釬焊工藝參數(shù)對(duì)釬焊接頭界面行為的影響。試驗(yàn)得出了如下結(jié)論： (1)Bi的加入使Sn3.5Ag共晶釬料的熔點(diǎn)降低，并提高了其流動(dòng)性、潤(rùn)濕性及熱疲勞性，釬料的抗拉強(qiáng)度和延伸率也得到提高；Bi元素的添加量應(yīng)控制在5％(質(zhì)量百分比)左右，過多的Bi會(huì)使釬料脆性增大，韌性下降，且Bi含量超過5％后，對(duì)降低釬料熔點(diǎn)的作用已不明顯。 (2)Sn-Ag釬料與Cu板釬焊時(shí)，隨著Ag含量的增加，IM

3、C厚度越來越小，Cu6Sn5IMC顆粒越來越??；并且當(dāng)Ag含量超過1.5wt.％時(shí)，Cu6Sn5IMC顆粒上吸附著很多納米級(jí)的Ag3Sn粒子，同時(shí)伴隨著IMC厚度的略為回升。Sn-Ag釬料與Ni板釬焊時(shí)，隨著Ag含量的增加，IMC厚度越來越?。籗n-3.5Ag與Cu板在260℃，280℃和400℃反應(yīng)時(shí)在Cu6Sn5IMC的表面吸附了許多Ag3Sn粒子。釬焊溫度和時(shí)間對(duì)吸附的Ag3Sn粒子的尺寸影響非常大。在低溫下釬焊時(shí)，隨著釬焊時(shí)間的

4、增加Ag3Sn粒子的平均尺寸減小。而在高溫下釬焊時(shí)，隨著釬焊時(shí)間的增加Ag3Sn粒子的平均尺寸迅速增大。 (3)Sn-Ce釬料與Cu板釬焊時(shí)，隨著Ce含量的增加，Cu6Sn5顆粒直徑逐漸減小，且IMC厚度明顯減?。籗n-Ce釬料與Ni板釬焊時(shí)，Ni3Sn4IMC隨著Ce含量的增加由粒狀顆粒向長(zhǎng)棒狀逐漸轉(zhuǎn)變，IMC顆粒大小變得很均勻；且Ce元素的加入可以明顯降低IMC的厚度，但當(dāng)加入的Ce含量為0.1wt.％時(shí)，IMC的厚度為加入